Saskaņā ar Nebulārā hipotēzi tiek uzskatīts, ka Saules sistēma ir izveidojusies akrecijas procesa laikā. Būtībā tas sākās, kad masīvs putekļu un gāzes mākonis (pazīstams arī kā Saules miglājs) tā centrā piedzīvoja gravitācijas sabrukumu, dzemdējot Sauli. Pēc tam atlikušie putekļi un gāze izveidojās par protoplanētisku disku ap Sauli, kas pakāpeniski saliecās, veidojot planētas.
Tomēr daudz kas par to, kā planētas attīstījās, lai to kompozīcijās kļūtu atšķirīgas, joprojām ir noslēpums. Par laimi, jauns pētījums, ko veica Bristoles universitātes pētnieku grupa, šim jautājumam ir pievērsies ar jaunu skatījumu. Pārbaudot Zemes paraugu un meteorītu kombināciju, viņi ir atklājuši jaunu gaismu par to, kā veidojās un attīstījās tādas planētas kā Zeme un Marss.
Nesen zinātniskajā žurnālā parādījās pētījums ar nosaukumu “Magnija izotopu pierādījumi, ka akretālie tvaiki zaudē planētu sastāvus”. Daba. Bristoles Universitātes Zemes zinātņu skolas vecākā pētnieka Remco C. Hina vadībā komanda salīdzināja Zemes, Marsa un asteroīda Vesta iežu paraugus, lai salīdzinātu magnija izotopu līmeņus tajos.
Viņu pētījumā mēģināja atbildēt uz zinātnes aprindās aktuālo jautājumu - t.i., vai planētas veidoja tādas, kādas tās ir šodien, vai laika gaitā ieguva atšķirīgās kompozīcijas? Kā Dr Remco Hin paskaidroja Bristoles universitātes paziņojumā presei:
“Mēs esam snieguši pierādījumus tam, ka šāda notikumu secība notika Zemes un Marsa veidošanā, izmantojot to magnija izotopu sastāva augstas precizitātes mērījumus. Magnija izotopu attiecības mainās silikāta tvaiku zuduma rezultātā, kas galvenokārt satur vieglākos izotopus. Tādā veidā mēs aprēķinājām, ka tās celtniecības laikā tika zaudēti vairāk nekā 40 procenti Zemes masas. Šis kovboju būvēšanas darbs, kā to aprakstīja viens no maniem līdzautoriem, bija atbildīgs arī par Zemes unikālās kompozīcijas izveidi.”
Lai to sadalītu, akrecija sastāv no materiāla šķembām, kas saduras ar blakus esošajām drupām, veidojot lielākus objektus. Šis process ir ļoti haotisks, un materiāls bieži tiek zaudēts, kā arī uzkrāts ārkārtēja karstuma dēļ, ko rada šīs ātrgaitas sadursmes. Tiek uzskatīts, ka šis karstums ir izveidojis magmas okeānus uz planētām, kad tās veidojas, nemaz nerunājot par iztvaicēto iežu īslaicīgo atmosfēru.
Līdz brīdim, kad planētas kļūs aptuveni tāda paša izmēra kā Marss, to gravitācijas pievilcības spēks bija pārāk vājš, lai noturētos pret šīm atmosfērām. Un, tā kā notika vairāk sadursmju, šīs atmosfēras un pašu planētu sastāvs būtu ievērojami mainījies. Zinātnieki ir cerējuši pievērsties tam, kā laika gaitā tieši zemes planētas - Merkurs, Venēra, Zeme un Marss ieguva pašreizējās, gaistošās-sliktās kompozīcijas.
Piemēram, daži uzskata, ka planētu pašreizējās kompozīcijas ir īpašu gāzu un putekļu kombināciju rezultāts planētas agrīnākajos veidošanās periodos - tur, kur zemes planētas ir bagātas ar silikātu / metālu, bet gaistošas, sliktas, kuru dēļ elementi bija vispilnīgākie vistuvāk saule. Citi ir norādījuši, ka viņu pašreizējais sastāvs ir viņu vardarbīgās izaugsmes un sadursmju ar citām struktūrām sekas.
Lai to atspoguļotu, doktors Hins un viņa līdzgaitnieki, izmantojot jaunu analītisko pieeju, analizēja Zemes paraugus, kā arī Marsa un asteroīda Vesta meteorītus. Ar šo paņēmienu var iegūt precīzākus magnija izotopu devu mērījumus nekā ar jebkuru iepriekšējo metodi. Šī metode arī parādīja, ka visiem diferencētajiem ķermeņiem - piemēram, Zemei, Marsam un Vesta - ir izotopiski smagāki magnija sastāvi nekā hondrīta meteorītiem.
No tā viņi varēja izdarīt trīs secinājumus. Pirmkārt, viņi atklāja, ka Zemei, Marsam un Vesta ir atšķirīgas magnija izotopu devas, ko nevar izskaidrot ar Saules miglāja kondensāciju. Otrkārt, viņi atzīmēja, ka smago magnija izotopu pētījumi atklāja, ka visos gadījumos pēc atkārtotām iztvaikošanas epizodēm planētas veidošanās periodā zaudēja apmēram 40% no savas masas.
Visbeidzot, viņi noteica, ka akrecijas procesa rezultātā notiek citas ķīmiskas izmaiņas, kas rada Zemes unikālās ķīmiskās īpašības. Īsāk sakot, viņu pētījums parādīja, ka Zeme, Marss un Vesta pēc veidošanās piedzīvo ievērojamus materiāla zaudējumus, kas nozīmē, ka viņu īpašās kompozīcijas, iespējams, laika gaitā bija sadursmes. Kā piebilda Dr Hins:
“Mūsu darbs maina mūsu uzskatus par to, kā planētas sasniedz savas fizikālās un ķīmiskās īpašības. Lai gan iepriekš bija zināms, ka planētu būvēšana ir vardarbīgs process un ka tādu planētu kā Zeme kompozīcijas ir atšķirīgas, nebija skaidrs, vai šīs pazīmes ir saistītas. Tagad mēs parādām, ka tvaika zudumi planētas akrācijas lielo enerģijas sadursmju laikā ļoti ietekmē planētas sastāvu. ”
Viņu pētījums arī norādīja, ka šis vardarbīgais veidošanās process varētu būt raksturīgs planētām kopumā. Šie atradumi ir nozīmīgi ne tikai Saules sistēmas veidošanā, bet arī ārpus Saules planētām. Kad pienāks laiks izpētīt tālas zvaigžņu sistēmas, to planētu atšķirīgās kompozīcijas daudz pastāstīs par apstākļiem, no kuriem tās izveidojās, un kā tās radās.
